炭 親良^{1, 2}, 石井 陽介², 山崎 直人¹

Chikayoshi SUMI^{1, 2}, Yousuke ISHII², Naoto YAMAZAKI¹

¹上智大学理工学部情報理工学科, ²上智大学大学院理工学研究科情報領域

¹Information and Communication Sciences, Sophia University, ²Faculty of Science and Technology Information Science, Sophia University Graduate school

キーワード :

【目的】
組織弾性イメージングに放射圧を使用し,ずり波の伝搬をイメージングし,また,その伝搬速度からずり弾性率分布をイメージングする方法が実用化されている．ずり弾性率の計測精度と空間分解能の面で,我々が別に提案し報告してきた歪計測に基づく再構成のアプローチが勝り（最近に纏めたものにAcoust Sci Tech, 2010がある）,また,実時間性があることから,近い将来に我々のアプローチが有用となるものと期待される．任意の力源を使用できることから,体表から圧や振動を加える場合,肝においては心拍を利用することも可能であり（安全性がperfect）,また,放射圧を使用することも報告している．少なくとも,相対的なずり弾性率分布のイメージングが可能であり,参照物（値）を使用できれば絶対的な分布のイメージングが可能である．また,内圧分布や血圧分布と慣性項分布と共に,力源分布の再構成イメージングも可能である（Therm Med, 2009）．当力源再構成は,いわゆるHIFU （High Intensity Focus Ultrasound）治療にて生成する加熱源の分布イメージングに応用でき,別に開発を進めている温度分布に基づく熱物性と熱源の再構成イメージング（Therm Med, 2010）と連動して使用されることも期待される．ずり弾性率イメージングによる加熱治療効果の実時間の確認（IEEE Trans UFFC, 2005）と治療計画によるminimum-invasive治療が実現されることが期待される．本稿では,それらの超音波放射により生成される力源およびずり波伝搬と,歪テンソルの計測,再構成,イメージング（可視化）により,それらを制御することを指向し,実質的に,超音波放射ビームやアポダーゼーション,フォーカシングの最適化を行うことを報告する．
【対象】
放射圧とHIFUにおいて,複数開口を使用したフォーカスビーム交差を使用することを提案している（IEEE Int Ultrason Symp, 2007）．1つの開口を使用してずり波の伝搬方向を制御するためには,伝搬させたい方向と直交する方向の深さ方向に放射圧を複数個与えればよい（ステアリング）．複数の開口を使用できる場合は,そのステアリング軸上にて,ビームを交差させると良い．まさに,伝搬方向を横方向変調の方向とし,その横方向を交差位置の方向の調整（ステアリング）により実現できる（Rep Med Imag）．HIFU治療においては,特に横方向分解能が高くなる効果が得られる．また,力源（音圧）形状からアポダイゼーション関数を最適化処理により決定する（JJAP2009等）．我々の実現したそれらの装置では,超音波放射により生成されるエコーの受信も可能にしており,エコーイメージングを基礎として,点拡がり関数の推定に基づいて力源形状を推定することができ,加えて,組織変位ベクトルを計測できる（特許他）．
【方法】
シミュレーションと寒天ファントム実験を行った結果を報告する．シミュレーションにより上記対象を実現できることを示し,また,上記の装置を使用してエコーイメージングと変位ベクトルおよび弾性の計測を行った結果を報告する．
【結論】
基礎実験の段階であるが,いわゆる放射圧を使用した,制御の可能なずり波伝搬イメージング,ずり弾性率再構成イメージング,放射圧エコーや組織変位計測のイメージング,治療時のエコーイメージングおよび組織変位計測イメージングが可能になるものと期待される．